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電子吊秤廠家淺述起重機自動稱重系統
電子吊秤廠家淺述起重機自動稱重系統
所有起重機在生產制造中，根據規范和客戶要求，均規定額定的載荷重量，為了保護起重設備本身，在起重機規范中，每種起重機必須安裝稱重系統，能準確測量出所承載物體的重量，以確保起重機本身不受損壞。那么，安裝重量稱重系統就成為每種起重機必須的一套系統。
1 國內安裝的稱重系統一般構成如圖 1
2 國內外稱重系統工作原理對比分析
稱重傳感器通過采集器處理通過 ＲS485 送給控制器，同樣地，ＲS485 信號經過電流變送器轉換模擬量信號再傳入起重機主控系統中( 一般為 PLC) ，信號經過了諸多硬件環節，而國內所生產重量傳感器、采集器、電流變送器等硬件和市場諸多的其他電子產品一樣，使用在起重機設備時，并未考慮到起重機的復雜工況，導致硬件不穩定或使用壽命短。故障率*。而這種模式在國產產品實際應用中，幾乎成了定式。
國外產品中，其動作原理和相關計算方法實際是類同的，實際操作中也能基本維持比較穩定的工作狀態，但由于其控制器采購成本巨大，實際在應用中卻難于推廣應用。
但無論是國內和國外的產品，精兵簡政才是直接有效的并且是故障率低的一種方式，對于客戶而言，準確的實施保護，穩定的運行，維護成本低是客戶想要理想結果。隨著可編程邏輯控制器的發展，其運算速度越來越快，對于復雜計算也能輕而易舉的實現，起重機的稱重控制器的工作能否由 PLC 完成呢，答案是肯定的。
3 以 ABB 為例，說明在如何直接在 PLC 中完成起重機的稱重
原設計中，起重機重量傳感器信號進入控制器進行處理，控制器輸出的一路硬件為ＲS232 進入 PLC 串口模塊，PLC 直接接收重量信號; 控制器輸出的另外一路為掛艙 I / O( snagload) 信號，該信號通過中間繼電器的觸點進入驅動器的 I / O 接口板，以快的速度停止電機的動作。具體詳見圖 2:
根據以上原理圖，如果將上述功能轉移到 PLC 中，則要同樣實現 2 個功能，及在PLC CPU 執行稱重計算和 Snagload 信號的送出，除此以外，還要考慮一個運算速度的問題，特別是對于 Snag-load 的信號，當起重機發生掛艙時，需要時間進行保護，立即停止起重機的相關動作。下面我們就上述問題逐一分析并解決。
首先，在 PLC 內解決重量計算的問題，常規的重量傳感器的控制器接收 4 － 20ma 的信號，根據理想線性變化的原理，在控制器內部實現運算，同時控制器還對干擾失真的部分信號進行相應的處理。
但對于直接進入 PLC 的模擬信號，通過 PLC AI 模塊進行輸入，PLC 讀到的數據是原始的模擬量的數據。
根據重量傳感器線性變化的特點( 理想) ，我們任意規定 2 個點，就可以確定斜率K 和補償值 B，實際上，由于稱重系統的“0”點和額定載荷的“40”噸的兩個點是做保護的兩個關鍵點，松繩保護的重量一般在“0”點附近，超重是在額定載荷超過 10% 附近，同時額載的 80% 通常作為我們重量的預警。因此，我們通常選擇這兩個點作為稱重系統的兩個點。
根據 Y = KX + B 二元一次方程，稱重時，能分別知道“0”T 和 “40”T 的 Y 和 X 值，這樣，我們便能通過計算，分別計算出 K 和 B 值，也就確定了這條線性變化的直線。明白了其計算原理，通過編程，則可自動實現計算。
然而在實際應用中，通過基本原理計算的重量卻往往出現報警，重量偏差較大，這又是怎么回事呢。原來，原設計中，LOAD-CELL 模擬量信號進入控制器，控制器首先消除干擾源，然后再進行計算處理。而 PLC AI 輸入模塊則是標準的產品，無法在硬件上改動以達到消除干擾的目的。通過分析，我們不難找到，模擬量的干擾源來自幾個方面: 容性的靜電感應、感性的電磁感應、和電源質量本身的射頻或諧波的干擾等。我們可以通過提高開關電源的性能和使用類似雙屏蔽的線路達到減低干擾源的目的。而事實上，吊機整體鋼結構和使用 IGBT、可控硅等功率原件這些客觀存在的固有干擾，其實是無法*消除干擾源的，因此，需要在編程計算時使用更有技巧的計算。因此在編程時也需要加入“濾波”使來源數據更加符合實際狀況，在此，引入一階滯后濾波計算，即是在輸出時將上次輸出的值引入進行運算。這樣雖帶來了靈敏度減低，但卻增加了穩定性，實質上也消除了尖峰值。
需要說明的是，snagload( 掛艙) 保護的運算是不得加裝任何過濾裝置的，因此在硬件上消除干擾必須要盡可能做到完善，現在一般吊機基本的掛艙保護只有通過LOADCELL 的電子掛艙保護，雖然現在很多掛艙增加了液壓油缸掛艙保護，但時間反映掛艙情況的則是電子掛艙，掛艙保護在設計時須盡量減少運算的環節，將重量轉成相應的輸入原始值進行對比，當掛艙動作，PLC 直接輸出進入驅動器，緊急停止驅動器，以短的路徑和時間來實現設備動作的停止。